なお、初速度 v0 が 0 m/s で、地上から自由落下する物体が 10 秒後にどのくらいの速度に達するかを計算し、結果を表示するPythonプログラムを作ります。

■今回の環境（Python）

今回のPythonは、バージョン3.10.12を用いる。（なお、Google Colaboratory(Google Colab)を使用。）

■結果を表示するPythonプログラム

■コード

# 重力加速度 (m/s²)
g = 9.81

# 初速度 (m/s)
v0 = 0

# 時間 (秒)
t = 10

# 速度を計算
v = v0 + g * t

# 結果を表示
print("10 秒後の速度は {:.2f} m/s です。".format(v))

■検証、確認

作成したコードは、Google Colaboratoryの新しいノートブック上のセルにコードを記述します。その後「セルを実行」ボタンをクリックします。

先に計算した結果を書くと「98.10 m/s」となります。クリックすると、Google Colaboratory上で処理された結果を確認すると「10 秒後の速度は 98.10 m/s です。」と出力させることができました。

■補足

※速度の時間変化をアニメーションとして描画するためのコード

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np
from matplotlib.animation import FuncAnimation

# 重力加速度 (m/s²)
g = 9.81

# 初速度 (m/s)
v0 = 0

# 時間 (秒)
t = 10

# 時間の配列を作成（0からtまで0.1秒刻み）
time = np.arange(0, t, 0.1)

# 速度の配列を計算
velocity = v0 + g * time

# グラフの初期設定
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_xlim(0, t)
ax.set_ylim(0, max(velocity) + 1)
line, = ax.plot([], [], lw=2)

# アニメーションの初期化
def init():
    line.set_data([], [])
    return line,

# アニメーションのフレーム更新
def update(frame):
    x_data = time[:frame]
    y_data = velocity[:frame]
    line.set_data(x_data, y_data)
    return line,

# アニメーションの作成
ani = FuncAnimation(fig, update, frames=len(time), init_func=init, blit=True)

# アニメーションの表示
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Velocity (m/s)')
plt.title('Velocity vs. Time')
plt.show()

物体が斜めに投げられる場合、水平方向と鉛直方向の速度が影響します。水平方向の速度を Vx ​ 、鉛直方向の速度を Vy ​ とし、初速度 V0 ​ の物体が角度 θ で斜めに投げられるとします。以下の式を使用して、物体の位置を時間と共に計算します。

ここで、x は水平方向の位置（メートル）、 y は鉛直方向の位置（メートル）、 t は時間（秒）です。

■今回の環境（Python）

今回のPythonは、バージョン3.10.12を用いる。（なお、Google Colaboratory(Google Colab)を使用。）

■斜めに投げられた物体に関するpythonプログラム

今回は初速度 v0​=20 m/s で、角度 θ=30∘ で斜めに投げられた物体の高度を時間と共に計算し、0 になる時間を求めるプログラムを作ってみます。プログラムを実行後、物体が地上に戻る時間を計算します。

■コード

import math

# 初速度 (m/s)
v0 = 20

# 投げる角度 (度)
theta = 30

# 重力加速度 (m/s²)
g = 9.81

# 角度をラジアンに変換
theta = math.radians(theta)

# 初速度を水平方向と鉛直方向の速度に分解
vx = v0 * math.cos(theta)
vy = v0 * math.sin(theta)

# 物体が地上に戻る時間を計算
t = (2 * vy) / g

# 結果を表示
print("物体が地上に戻る時間は {:.2f} 秒です。".format(t))

■検証、確認

作成したコードは、Google Colaboratoryの新しいノートブック上のセルにコードを記述します。その後「セルを実行」ボタンをクリックします。

先に答えを書くと「2.04 秒」となります。クリック後、Google Colaboratory上で処理された計算結果を確認すると「物体が地上に戻る時間は 2.04 秒です。」と出力させることができました。

今回は代数方程式を解くためにSymPyを使用します。Google ColaboratoryではSympyがすでにインストールされた状態となっています。

■今回の環境（Python）

今回のPythonは、バージョン3.10.12を用いる。（なお、Google Colaboratory(Google Colab)を使用。）

■簡単な代数の問題を解く

以下の代数方程式を解く

3x−5=10

■コード

import sympy as sp

# 未知数を定義
x = sp.symbols('x')

# 代数方程式を定義
equation = 3*x - 5 - 10

# 方程式を解く
solution = sp.solve(equation, x)

print("方程式の解は x =", solution[0])

■検証、確認

作成したコードは、Google Colaboratoryの新しいノートブック上のセルにコードを記述します。その後「セルを実行」ボタンをクリックします。

クリックすると、代数方程式の答えは「x=5」となりますので、Google Colaboratory上で処理された結果を確認すると「方程式の解は x = 5」と出力されていますので、代数の問題を解くことができました。

■今回の環境（Python）

今回のPythonは、バージョン3.10.12を用いる。（なお、Google Colaboratory(Google Colab)を使用。）

■フィボナッチ数列を使って三角形を出力する

では、フィボナッチ数列を使って三角形を出力するPythonコードを書いていきます。

def generate_fibonacci_triangle(rows):
    fibonacci_numbers = [1, 1]
    fibonacci_triangle = [[1], [1, 1]]

    for n in range(2, rows):
        fibonacci_n = fibonacci_numbers[n - 1] + fibonacci_numbers[n - 2]
        fibonacci_numbers.append(fibonacci_n)

        row = [1]
        for i in range(1, n):
            row.append(fibonacci_numbers[i])
        fibonacci_triangle.append(row)

    return fibonacci_triangle

def print_fibonacci_triangle(triangle):
    max_width = len(' '.join(map(str, triangle[-1])))

    for row in triangle:
        row_str = ' '.join(map(str, row))
        print(row_str.center(max_width))

if __name__ == "__main__":
    num_rows = 15  # 任意の行数を指定できます
    triangle = generate_fibonacci_triangle(num_rows)
    print_fibonacci_triangle(triangle)

このコードでは、指定した行数（num_rows）のフィボナッチ数列の三角形を生成し、それを表示します。print_fibonacci_triangle関数は、各行の要素を適切に中央揃えして表示します。必要に応じて、num_rowsを調整して三角形の高さを変更できます。

■検証、確認

作成したコードは、Google Colaboratoryの新しいノートブック上のセルにコードを記述します。その後「セルを実行」ボタンをクリックします。

クリックすると、セル上のコードが読み込まれ処理が実行となり、出力が表示されます。出力結果を確認すると、フィボナッチ数列を使って三角形を出力することができました。

今回は、mtgsdkを用います。mtgsdkはPythonの標準ライブラリ・モジュールではないので、事前にインストールする必要があります。

■Python

今回のPythonのバージョンは、「3.8.5」を使用しています。（Windows10）（pythonランチャーでの確認）

■mtgsdkを用いて「神河:輝ける世界」の特定カードを出力する

では、早速mtgsdkを用いて「神河:輝ける世界」の特定カードを出力するスクリプトを書いていきます。

■コード

from mtgsdk import Card

cards = Card.where(language="Japanese").where(set='neo').all()

print(cards[0].name)

「from import」でmtgsdkのCardを呼び出します。その後、cardsという変数を定義し、その中で、Cardに対してwhere()を用います。括弧内には「language=”Japanese”」と記述し、今回は日本語からカードを入手します。次に「set=’neo’」と記述し、エキスパンション「神河:輝ける世界」の略称である「neo」を設定します。あとは、エキスパンション「神河:輝ける世界」のカードのリストを全て取得するために、all()を用います。これでエキスパンション「神河:輝ける世界」のデータがcards変数に格納されます。

最後に、cards変数に格納された情報（リスト）の番号「0」のカード名（タイトル）をprint()を用いて出力してみます。

■実行・検証

このスクリプトを「mtg_test.py」という名前で、Pythonが実行されている作業ディレクトリ（カレントディレクトリ）に保存し、コマンドプロンプトから実行してみます。

実行してみると、「Ancestral Katana（祖先の刀）」が出力されることを確認しました。「Ancestral Katana（祖先の刀）」は、エキスパンション「神河:輝ける世界」のリストでは「1」となっているものです。

今回、mtgsdkを用いてみましたが、Python 3.4で開発されていましたが「3.8.5」であっても、一応、動作することがわかりました。

「mtgsdk（https://github.com/MagicTheGathering/mtg-sdk-python）」は、マジック：ザ・ギャザリングの開発者向けリソース（https://magicthegathering.io/）のMTG APIのラッパーです。

■Python

今回のPythonのバージョンは、「3.8.5」を使用しています。（Windows10）（pythonランチャーでの確認）

なお、この「mtgsdk」パッケージはPython 3.4 で開発されていますが、今回は「3.8.5」にインストールを試みます。

■mtgsdkをインストールする

mtgsdkをインストールを行いますが、今回はpipを経由してインストールを行うので、まずWindowsのコマンドプロンプトを起動します。

pip install mtgsdk

起動後、上記のコマンドを入力し、Enterキーを押します。

なお、今回は、pythonランチャーを使用しており、Python Version 3.8.5にインストールを行うために、pipを使う場合にはコマンドでの切り替えを行います。

py -3.8 -m pip install mtgsdk

切り替えるために、上記のコマンドを入力し、Enterキーを押します。

Defaulting to user installation because normal site-packages is not writeable
Collecting mtgsdk
Downloading mtgsdk-1.3.1.tar.gz (6.1 kB)
Preparing metadata (setup.py) ... done
Building wheels for collected packages: mtgsdk
Building wheel for mtgsdk (setup.py) ... done
Created wheel for mtgsdk: filename=mtgsdk-1.3.1-py3-none-any.whl size=13918 sha256=c27eaeffe23e9f8621ec51fb6d5fafd2608b4c17e7bb87245239e3aab9cc63b9
Stored in directory: c:\users\user_\appdata\local\pip\cache\wheels\ea\fb\97\3e88a1120515cccae937bb7b44064c8a8fad21f1a99a2a490b
Successfully built mtgsdk
Installing collected packages: mtgsdk
Successfully installed mtgsdk-1.3.1

Enterキーを押すと、インストールが開始され、上記のように「Successfully installed」と表示されます。これが表示されれば、mtgsdkが正常にインストールされたことになります。

なお、今回はmtgsdkのバージョン1.3.1をインストールしました。